0 引言

雷电是大自然中灾害性天气之一，是一种特殊的、极为壮观的声、光、电现象，在现代计算机网络系统的高速发展下，应认真对待雷电对计算机网络的影响。计算机网络被广泛应用于各行各业的信息领域，这些精密的电子计算机设备中的CMOS半导体集成模块，在耐受过压、过电流的冲击下会变得极其脆弱，美国通用研究公司通过对磁场的研究发现，当磁场脉冲超过0.07 Gs，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4 Gs就可以引起集成电路永久性损坏。可想而知，计算机网络如没有采取相应的防护措施，在雷电面前是不堪一击的。

1 直击雷

1.1 直击雷对架空线的危害

架空是较为常用的计算机网络布线方式，线路裸露在自然界中，遭受到雷击的概率相对其他敷设方式要高得多。主要是云对大地放电时，可能会直接击中架空线路、电线杆或横担，或雷云对架空线路附近的大地或设备放电，使金属导线上的电压瞬间升高，同时产生巨大的热效应、机械效应和电磁效应，从而破坏计算机或击断线路。因此，必须采取相应的保护措施来减少直击雷对架空线的危害。

1.2 架空线的防雷措施

架设接闪线不但是高压输电线路防御直击雷的好方法，同样也可以用在网络线上来抵制雷电的危害。这是因为接闪线的原理与常规的接闪杆是相同的，接闪线可以避免或减少直击雷对计算机金属管线的袭击，又能起到分流作用，减少雷电流对网络的传输。在雷击时，接闪线对计算机金属管线又有一定的屏蔽作用，从而能减弱导线上的感应电压。

  

图1 架空线防雷保护

 

a—接地装置（人工） b—接地装置（基础） c—接闪线（钢绞线） d—雷电泄放通道e—角钢 f—引下线 g—网络传输线 h—电线杆 i—接线夹 j—信号SPD k—网络机柜 l—金属外壳接地导线 m—电源SPD n—配电柜（箱）o—均压环p—建筑物 q—金属套管

接闪线虽然与接闪杆的保护原理相同，但它的保护范围要小一些。安装时要尽量使接闪线、架空网络线与地面垂直，并使接闪线的保护角不大于30°，保护角越小，保护越可靠。为了更好地起到防雷保护作用，可以在每根电线杆敷设接地装置，电线杆上端敷设一根长1 500 mm的40 mm×40 mm×4 mm镀锌角钢，作为架设接闪线的支持杆，并用接线夹与接闪线进行可靠的电气连接。接闪线主要是防御直击雷，并不负担输送网络信号的功能，因此对导电率和导线截面积不作要求，通常采用镀锌钢绞线组成，每根钢绞线的钢丝一般为7根，每股线直径不小于1.7 mm，也可选用涂有防腐油脂或腊的无粘结预应力钢绞线作为接闪线。在接闪线的前端设置一组独立的接地装置，目的是使接闪线有一定的机械强度，地面处浇注混凝土固定。接闪线与网络输送线距离不应小于1 000 mm，在雷电发生时，架空地线中会因电磁感应而出现电流，可以通过其本身对地泄放，这样可以减轻对邻近网络线的干扰。

电线杆上的支持角钢与接闪线、横担进行可靠的电气连接，以便接闪线上的雷电流能顺利对地泄放，工频接地电阻越小，雷电流泄放效果越好。一般沙土、沙石的土壤电阻率要大一些，工频接地电阻不应超过30 Ω；沿海地区黏土较多，土壤电阻率要小一些，工频接地电阻不应超过10 Ω。为了达到更好的效果，可在架空线距离入户不小于15 m处换接金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。离地1 500 mm处的金属管线加装保护钢管，防止外部机械力的损伤。

采用回顾性调研的方法，收集患者相关信息（性别、年龄、体重、体格特征、实验室检查指标等）进行统计和分析。信息内容见表1。

按现有的国家标准GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》和GB 50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，设备末端限制电压（残压）应小于用电设备绝缘耐冲击电压水平，表1给出了三相交流系统各种设备绝缘耐冲击过电压额定值。

 

2.5 建立科学考核体系 传统的闭卷一卷式考核方式，使学生由于考试压力而只关注背诵书本和课件上的重要知识点，而忽视了课堂上的投入和课后的延伸。为此，改变了过去一卷式闭卷考试的考核方式，建立了“开卷考试+课程论文+课堂讨论参与度+开放性实验完成情况”的考核评价体系，使学生的综合能力得到最大限度地展现。在100分的满分中，各指标所占分值如下：开卷考试(50分)>课程论文(25分)>开放性实验完成情况(15分)>课堂讨论参与度(10分) 。从题型上，摒弃了具有较强客观性的选择题、填空题、简答题题型，设置了更为主观性的词组比较题、简答题和论述题题型。

由于雷电流高频谐波相当活跃，存在趋肤效应，线路采用埋地引入室内后，流经计算机网络线的电流被排挤到外皮导体去，同时流经外皮导体的电流在芯中产生电势，使流经计算机金属管线的电流小到趋近于零。金属铠装电缆或护套电缆穿钢管外壳入户端，应与建筑物内的均压环作等电位连接。均压环可以利用结构主筋或圈梁钢筋引出接地导体，用扁钢或扁铜与接地导体可靠连接，并在四周墙体敷设一圈，形成环路，并在计算机网络线入户端安装相应的浪涌保护器来保障安全性能。

2 机房位置的选择

网络设备的使用和寿命还取决于机房场所的环境条件。计算机房的布局和位置的选择是网络长期可靠运行的重要保证之一。

一般机房可以设置在建筑物楼层较低的位置（如一层或二层），机房内的设备要远离窗户2 000 mm以上；避开有害气体来源及腐蚀，避开易发火灾、放置易燃易爆物品的地方；避免设置在建筑物的顶层或地下室以及比较潮湿的环境中；避免设置在有电磁干扰的场所。

为了保证计算机网络的安全，应尽量避免将机房建在雷电多发区。计算机必须有防直击雷及感应雷过电压的保护措施，且冲击接地电阻不应超过10 Ω。

3 防雷电波侵入措施

对机房内电源线和网络线进行屏蔽改造，加装金属线槽，使用金属线槽进行综合布线时，线槽与支架接地要连接可靠，线槽与接地干线连接不少于两处；线槽与线槽之间的连接板，两端跨接采用铜芯多股导线或镀锡铜编织线，其截面应不小于4 mm2。不同种类的网络线可在同槽分格布线，但不能布置在同一格中；电缆线槽与网络线槽平行铺设时，最小间距不应小于1 000 mm；垂直铺设时最小间距不应小于500 mm。这样各路管线互不干扰，可将对设备的干扰降至最低。当线槽连接板两端用不少于两个防松螺帽或有防松垫圈的螺栓连接固定时，线槽间的连接板可不跨接。为了减少机房电磁场干扰，当金属线槽大于25 000 mm时，应每隔25 000 mm增加一处与接地装置的连接。

在敷设钢管时，其埋深尺寸不应小于800 mm，管子弯曲半径要大于管外直径的10倍。如图1所示，其埋深长度可以按公式计算：

 

表1 220 V/380 V三相配电系统中各种设备耐冲击电压额定值

  

注：Ⅰ类为需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备；Ⅱ类如家用电器、手提工具和类似负荷；Ⅲ类如配电盘、断路器，包括电缆、母线、分线盒、开关、插座等布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定安装的电动机等的一些其他设备；Ⅳ类如电气计量仪表、一次线过流保护设备、波纹控制设备。

 

设备位置 耐冲电压类别 Uw/kV电源进线端设备 Ⅳ类 6配电分支线路设备 Ⅲ类 4用电设备 Ⅱ类 2.5需要保护的电子信息设备 Ⅰ类 1.5

表1将耐冲压电压类别做了明确的分类：1.5 kV、2.5 kV、4 kV、6 kV。在低压电气设计时，将电子信息SPD残压值设计在1.5 kV内，从这个参数上来看，能确保相线与中线之间的电压为1.5 kV绝缘电压，也能满足设备的绝缘电压要求，而实际由于该绝缘电压直接进入设备整流及后续电路，1.5 kV的电压有可能损坏这些电路。因为通常供电由高压输送，入户进入配电间，再由变压器变成380 V低压电，变压器高压侧有高压避雷装置，而后端低压进线中的SPD只要考虑感应雷电流。因此，还应在电气设计中考虑SPD相线对中线的保护，为确保安全，应加装相应的模块对其进行保护，使SPD更有效地发挥功能。

4 感应雷

4.1 感应雷过电压的危害

雷电对地放电过程中，放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化，因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线，但由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线上感应出一个高电压来。

3.3.1 内容效度 研究者将中文版N-QOL提交给5名相关专家后，专家经过商讨，对条目12进行了修改。经测定，各条目I-CVI范围为0.8～1.0,S-CVI为0.923，因此，汉化后的N-QOL具有较好的内容效度。20例预试验对象对各条目的理解符合条目本意，表明量表的表面效度较好。

据统计，感应雷过电压破坏事件占计算机网络系统雷击事故总数的75%以上。对于建筑物而言，机房感应雷过电压的主要来源是机房所处建筑物本身遭受直击雷，通过引下线泄放雷电流的同时对计算机设备产生了强大的电磁场，或者雷击在计算机房附近发生放电，虽然建筑四周的墙体对电磁场有减弱作用，但计算机房的各种金属导线仍然形成了感应电压侵入设备。这两种感应雷电磁场都会损坏计算机网络系统。

式中，l为电缆铠装或穿电缆的钢管埋地直接与土壤接触的长度；ρ为埋地缆处的土壤电阻率。

4.2 预防感应雷过电压的措施

1.2.2 录像观察法 通过对观看第14届世界健美操锦标赛比赛录像，进行视频的反复观察与研究，从比赛成绩、难度分值、难度类型、难度动作的运用频率等方面进行统计研究。

除户外直击雷保护措施外，计算机网络还应考虑防雷电波侵入的措施。在发生雷击时，在接地导体上会产生几十千伏甚至上万伏的高压，计算机网络中雷电侵入的主要通道是电源线路、信号线路，因而选择安装相匹配的浪涌保护器是防止线路遭受雷击或雷电波侵入的有效措施。

有数据表明，有屏蔽的电场强度比无屏蔽的电场强度可减少逾50%。为使机房形成一个“法拉第笼”，形成高频干扰信号的低阻抗电气通路，在墙体四周采用网孔为50 mm×50 mm～100 mm×100 mm的六面金属屏蔽网，并将其与接地装置相连接，一般接地电阻不应大于1 Ω。在感应雷过电压作用时，金属屏蔽网可使电流分散流过，从而有效抵消机房内的电磁场，大大降低过电压对设备的影响。

4.3 接地方式

合理的接地方式可使电磁场干扰通过接地系统泄放入地，对保障计算机网络稳定运行有着重要的意义。计算机房的类型和规模的大小不同，对接地的要求也不相同，一般机房越大、设备类型越多，对接地的要求也越高，良好的接地系统能抑制雷电电磁干扰。

为防止雷电波从室外沿着金属管线传输到机房，所有进入建筑物的金属管、各种电缆的金属外皮、防静电地板、线槽、穿线管、建筑物本身的钢筋网等金属构件（如配电柜/机柜金属外壳、控制屏）等均应统一连接起来，形成一个完整的电气整体。对于传输电源及信号的线路，如电话线、电源线、网线等都应装上相应的浪涌保护器，并将其接地端统一连接到共用接地上。

考虑到经济合理、施工方便的原则，可以将计算机的直流地、交流地、安全地统一连接到机房的等电位接地排上，形成一个共用接地体，其共用接地电阻应满足其中最小值的要求，小于1 Ω，电阻值越小，接地效果越好。为了防止各个接地之间产生环路干扰电压，一般利用建筑物内的基础钢筋作为共用接地体，接地性能安全可靠（图2）。

现有的工业互联网平台，尽管水平参差不齐，各有千秋，但是至少初心都是好的，都是想为工业转型升级贡献力量，顺便争取一点研发经费。

5 结语

防雷保护是一个系统工程，为保障设备和人员安全，减少直击雷及其强电磁脉冲对系统的干扰，需在防雷领域不断探索，用更加科学有效的防雷保护措施，来确保计算机网络系统安全稳定地运行。

传统写作以周记、随笔、作文为基础，学生总是有为难情绪，他们中流行一个小段子“一怕文言文，二怕写作文”。八百字的随堂作文总是让学生们绞尽脑汁，而大部分作文质量较差，很难提升。我认为造成这种现象的一个重要原因是学生不了解作文的评价体系。我设计一个创新作业形式，让学生们尝试设计作文题。让他们改变角度，从出题人的角度去审视作文写作，在了解命题思路后，他们会站在一个新的高度认识作文写作。

  

图2 机房等电位连接

 

1—电源线穿线管 2—计算机网络线槽 3—电话线穿线管 4—各个金属管线入机房5—金属管线末端 6—均压环（机房接地排） 7—SPD的接地线 8—防静电地板支持架9—龙骨架 10—电源配电柜（箱） 11—网络机柜 12—电话线配线架13—金属外壳及本身的PE线 14—金属屏蔽网 15—柱内钢筋 16—墙体 17—地（圈）梁钢筋18—基础接网 19—人工接地体 20—设备独立接地体

［参考文献］

[1]数据中心设计规范：GB 50174—2017[S].

[2]建筑物防雷设计规范：GB 50057—2010[S].

[3]建筑物电子信息系统防雷技术规范：GB 50343—2012[S].

[4]数据中心基础设施施工及验收规范：GB 50462—2015[S].